免封装高亮度LED芯片结构及其制作方法技术

本发明专利技术提供一种免封装高亮度LED芯片结构及其制作方法，包括：GaN基LED结构及透明衬底；GaN基LED结构包括反射镜、N型GaN层、发光层、P型GaN层、透明电极、P电极、N电极及P电极引出电极；反射镜、N型GaN层、发光层、P型GaN层及透明电极由下至上依次叠置；GaN基LED结构远离反射镜的一面为P面；P电极贯穿透明电极且与P型GaN层接触连接；N电极位于N型GaN层表面或位于反射镜表面；P电极引出电极一端与P电极相连接，另一端贯穿P型GaN层、发光层、N型GaN层及反射镜并延伸至反射镜的表面；透明衬底键合于GaN基LED结构的P面。本发明专利技术的LED芯片结构具有漏电率低、实现免封装及出光效率高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体
，特别是涉及一种免封装高亮度LED芯片结构及其制作方法。
技术介绍
现有的LED芯片结构中主要包括：倒装芯片结构、垂直芯片结构及正装芯片结构；在上述三种芯片结构中，倒装芯片结构是最常用的主流芯片结构。现有的倒装芯片结构是从背面出光，出光效率较低；且没有剥离生长衬底，外延层中存在较大的生长应力，使得倒装芯片结构具有较大的漏电率；同时，现有的倒装芯片结构制作完成之后还需要使用树脂或别的材料进行封装，从而增加了工艺步骤，增加了生产成本。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种免封装高亮度LED芯片结构及其制作方法，用于解决现有技术中的的倒装芯片结构由于采用背面出光而存在的出光效率较低的问题；由于没有剥离生长衬底而存在的外延层中存在较大生长应力，使得倒装芯片结构具有较大的漏电率的问题；以及需要额外的封装工艺而导致的工艺步骤增加，生产成本提升的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种免封装高亮度LED芯片结构，所述免封装高亮度LED芯片结构包括：GaN基LED结构及透明衬底；所述GaN基LED结构包括反射镜、N型GaN层、发光层、P型GaN层、透明电极、P电极、N电极及P电极引出电极；所述反射镜、所述N型GaN层、所述发光层、所述P型GaN层及所述透明电极由下至上依次叠置；所述GaN基LED结构远离所述反射镜的一面为P面；所述P电极贯穿所述透明电极且与所述P型GaN层接触连接；所述N电极位于所述N型GaN层表面或位于所述反射镜表面；所述P电极引出电极一端与所述P电极相连接，另一端贯穿所述P型GaN层、所述发光层、所述N型GaN层及所述反射镜并延伸至所述反射镜的表面，以将所述P电极自所述反射镜一侧引出；所述透明衬底键合于所述GaN基LED结构的P面。作为本专利技术的免封装高亮度LED芯片结构的一种优选方案，所述GaN基LED结构还包括第一绝缘层，所述第一绝缘层位于所述P型GaN层、所述发光层、所述N型GaN层及所述反射镜与所述P电极引出电极之间。作为本专利技术的免封装高亮度LED芯片结构的一种优选方案，所述N电极位于所述N型GaN层表面时，位于所述N型GaN层远离所述反射镜的一侧；所述GaN基LED结构还包括N电极引出电极，所述N电极引出电极一端与所述N电极相连接，另一端贯穿所述N型GaN层及所述反射镜并延伸至所述反射镜的表面，以将所述N电极自所述反射镜一侧引出。作为本专利技术的免封装高亮度LED芯片结构的一种优选方案，所述N电极位于所述反射镜表面时，位于所述反射镜远离所述N型GaN层的一侧。作为本专利技术的免封装高亮度LED芯片结构的一种优选方案，所述透明衬底经由粘合层与所述GaN基LED结构的P面键合。作为本专利技术的免封装高亮度LED芯片结构的一种优选方案，所述N型GaN层、所述发光层、所述P型GaN层、所述透明电极、所述粘合层及所述透明衬底组成的堆叠键合结构的侧面为倾斜面，所述反射镜还覆盖于所述堆叠键合结构倾斜面的表面。作为本专利技术的免封装高亮度LED芯片结构的一种优选方案，所述免封装高亮度LED芯片结构还包括第二绝缘层，所述第二绝缘层位于所述堆叠键合结构倾斜面与所述反射镜之间。本专利技术还提供一种免封装高亮度LED芯片结构的制作方法，所述制作方法包括如下步骤：1)提供生长衬底；2)在所述生长衬底表面依次生长N型GaN层、发光层及P型GaN层；3)去除部分所述P型GaN层及部分所述发光层，以裸露出所述N型GaN层；在裸露的所述N型GaN层表面形成N电极，并在所述P型GaN层表面形成P电极及透明电极，所述P电极上下贯穿所述透明电极；4)提供透明衬底，将所述透明衬底与步骤3)得到的结构进行键合，步骤3)得到的结构中与所述生长衬底相对的一面为键合面；5)去除所述生长衬底；6)在所述N型GaN层远离所述发光层的一侧形成反射镜；在对应于所述P电极的位置形成贯穿所述反射镜、所述N型GaN层、所述发光层及所述P型GaN层的第一刻蚀孔；并在对应于所述N电极的位置形成贯穿所述反射镜及所述N型GaN层的第二刻蚀孔；7)在所述第一刻蚀孔内及所述第一刻蚀孔外围的所述反射镜的表面形成P电极引出电极，并在所述第二刻蚀孔内及所述第二刻蚀孔外围的所述反射镜的表面形成N电极引出电极。作为本专利技术的免封装高亮度LED芯片结构的制作方法的一种优选方案，步骤5)与步骤6)之间还包括将步骤5)得到的结构的侧面刻蚀为倾斜面，以及在所述倾斜面表面形成第二绝缘层的步骤；此时，步骤6)中，在所述N型GaN层远离所述发光层的一侧形成反射镜的同时在所述第二绝缘层的表面形成所述反射镜。作为本专利技术的免封装高亮度LED芯片结构的制作方法的一种优选方案，步骤6)与步骤7)之间还包括在所述第一刻蚀孔内及所述第一刻蚀孔外围的所述反射镜的表面形成第一绝缘层的步骤，所述第一绝缘层适于将所述P电极引出电极与所述P型GaN层、所述发光层、所述N型GaN层及所述反射镜绝缘隔离。本专利技术还提供一种免封装高亮度LED芯片结构的制作方法，所述制作方法包括如下步骤：1)提供生长衬底；2)在所述生长衬底表面依次生长N型GaN层、发光层及P型GaN层；3)在所述P型GaN层表面形成P电极及透明电极，所述P电极上下贯穿所述透明电极；4)提供透明衬底，将所述透明衬底与步骤3)得到的结构进行键合，步骤3)得到的结构中与所述生长衬底相对的一面为键合面；5)去除所述生长衬底；6)在所述N型GaN层远离所述发光层的一侧形成反射镜；并在对应于所述P电极的位置形成贯穿所述反射镜、所述N型GaN层、所述发光层及所述P型GaN层的第一刻蚀孔；7)在所述第一刻蚀孔内及所述第一刻蚀孔外围的所述反射镜的表面形成P电极引出电极，并在所述反射镜远离所述N型GaN层的表面形成N电极。作为本专利技术的免封装高亮度LED芯片结构的制作方法的一种优选方案，步骤5)与步骤6)之间还包括将步骤5)得到的结构的侧面刻蚀为倾斜面，以及在所述倾斜面表面形成第二绝缘层的步骤；此时，步骤6)中，在所述N型GaN层远离所述发光层的一侧形成反射镜的同时在所述第二绝缘层的表面形成所述反射镜。作为本专利技术的免封装高亮度LED芯片结构的制作方法的一种优选方案，步骤6)与步骤7)之间还包括在所述第一刻蚀孔内及所述第一刻蚀孔外围的所述反射镜的表面形成第一绝缘层的步骤，所述第一绝缘层适于将所述P电极引出电极与所述P型GaN层、所述发光层、所述N型GaN层及所述反射镜绝缘隔离。如上所述，本专利技术的免封装高亮度LED芯片结构及其制作方法，具有以下有益效果：本专利技术的免封装高亮度LED芯片结构由于剥离掉了生长衬底，释放了各外延层中的生长应力，大大降低了芯片结构的漏电率；GaN基LED结构键合于透明衬底上，节省了后续的封装过程，降低了生产成本；同时，透明衬底透过率很好，光线从P面出光，大大提高了出光效率；能够像倒装芯片一样通大电流。本专利技术的制作方法能够制作出高品质高效率的LED芯片结构，且制作工艺简单。附图说明图1显示为本专利技术实施例一中提供的免封装高亮度LED芯片结构的结构示意图。图2显示为本专利技术实施例二中提供的免封装高亮度LED芯片结构的结构示意图。图3显示为本专利技术实施例三中提供的免封装高亮度LED芯片结构的制作方法的流程图。图4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种免封装高亮度LED芯片结构，其特征在于，所述免封装高亮度LED芯片结构包括：GaN基LED结构及透明衬底；所述GaN基LED结构包括反射镜、N型GaN层、发光层、P型GaN层、透明电极、P电极、N电极及P电极引出电极；所述反射镜、所述N型GaN层、所述发光层、所述P型GaN层及所述透明电极由下至上依次叠置；所述GaN基LED结构远离所述反射镜的一面为P面；所述P电极贯穿所述透明电极且与所述P型GaN层接触连接；所述N电极位于所述N型GaN层表面或位于所述反射镜表面；所述P电极引出电极一端与所述P电极相连接，另一端贯穿所述P型GaN层、所述发光层、所述N型GaN层及所述反射镜并延伸至所述反射镜的表面，以将所述P电极自所述反射镜一侧引出；所述透明衬底键合于所述GaN基LED结构的P面。

【技术特征摘要】
1.一种免封装高亮度LED芯片结构，其特征在于，所述免封装高亮度LED芯片结构包括：GaN基LED结构及透明衬底；所述GaN基LED结构包括反射镜、N型GaN层、发光层、P型GaN层、透明电极、P电极、N电极及P电极引出电极；所述反射镜、所述N型GaN层、所述发光层、所述P型GaN层及所述透明电极由下至上依次叠置；所述GaN基LED结构远离所述反射镜的一面为P面；所述P电极贯穿所述透明电极且与所述P型GaN层接触连接；所述N电极位于所述N型GaN层表面或位于所述反射镜表面；所述P电极引出电极一端与所述P电极相连接，另一端贯穿所述P型GaN层、所述发光层、所述N型GaN层及所述反射镜并延伸至所述反射镜的表面，以将所述P电极自所述反射镜一侧引出；所述透明衬底键合于所述GaN基LED结构的P面。2.根据权利要求1所述的免封装高亮度LED芯片结构，其特征在于：所述GaN基LED结构还包括第一绝缘层，所述第一绝缘层位于所述P型GaN层、所述发光层、所述N型GaN层及所述反射镜与所述P电极引出电极之间。3.根据权利要求1所述的免封装高亮度LED芯片结构，其特征在于：所述N电极位于所述N型GaN层表面时，位于所述N型GaN层远离所述反射镜的一侧；所述GaN基LED结构还包括N电极引出电极，所述N电极引出电极一端与所述N电极相连接，另一端贯穿所述N型GaN层及所述反射镜并延伸至所述反射镜的表面，以将所述N电极自所述反射镜一侧引出。4.根据权利要求1所述的免封装高亮度LED芯片结构，其特征在于：所述N电极位于所述反射镜表面时，位于所述反射镜远离所述N型GaN层的一侧。5.根据权利要求1所述的免封装高亮度LED芯片结构，其特征在于：所述透明衬底经由粘合层与所述GaN基LED结构的P面键合。6.根据权利要求5所述的免封装高亮度LED芯片结构，其特征在于：所述N型GaN层、所述发光层、所述P型GaN层、所述透明电极、所述粘合层及所述透明衬底组成的堆叠键合结构的侧面为倾斜面，所述反射镜还覆盖于所述堆叠键合结构倾斜面的表面。7.根据权利要求6所述的免封装高亮度LED芯片结构，其特征在于：所述免封装高亮度LED芯片结构还包括第二绝缘层，所述第二绝缘层位于所述堆叠键合结构倾斜面与所述反射镜之间。8.一种免封装高亮度LED芯片结构的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括如下步骤：1)提供生长衬底；2)在所述生长衬底表面依次生长N型GaN层、发光层及P型GaN层；3)去除部分所述P型GaN层及部分所述发光层，以裸露出所述N型GaN层；在裸露的所述N型GaN层表面形成N电极，并在所述P型GaN层表面形成P电极及透明电极，所述P电极上下贯穿所述透明电极；4)提供透明衬底，将所述透明衬底与步骤3)得到的结构进行键合，步...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝茂盛，袁根如，张楠，
申请(专利权)人：上海芯元基半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31